柴油機故障診斷技術發展現狀探析

河北東光縣科技局 馬鴻雁

引言

柴油機在很多領域都有著非常重要的應用，因此其良好的運轉狀態對機械正常的工作有著重要的作用，所以為了更好地確保柴油機的正常工作，很多針對柴油機故障原因及修復措施的研究已經初具效果。因此，本文通過簡要分析目前幾種常用的柴油機故障診斷技術，進而論述了柴油機故障診斷的難點以及診斷技術未來的發展方向。

1 柴油機故障診斷技術發展現狀

1.1 時頻特征提取法

柴油機在工作的過程中是進行往復運動的，其往復運動會具有一定的頻率。如果柴油機的往復運動頻率出現不規律性，那么有可能是柴油機發生了故障。因此，柴油機故障診斷技術中時頻特征提取法就是根據柴油機的往復運用特性產生的，目前柴油機時頻特征提取法的內容主要分為以下幾類：第一，時域分析法，在柴油機往復運動的過程中，會產生振動信號，這些振動信號會有一些時域特征，包括：均值、峰值、脈沖因子等，這些時域特征能夠比較容易地獲得和提取，因此可以將其作為柴油機故障的診斷方法；第二，頻域分析法，上述是利用時域的方法進行柴油機故障的診斷和分析，但是時域和頻域之間可以進行轉換，因此就產生了基于頻域的柴油機故障診斷技術；第三，現代時頻分析法，傳統的時頻分析法無法排除掉一些干擾的震源，因此不能夠正確地反映柴油機的故障范圍，所以現代時頻分析法對一些干擾源進行了排除，能夠較為準確地判斷出柴油機的故障來源。

1.2 瞬時轉速波動診斷法

柴油機在正常的工作狀態下，其曲軸的轉速具有一定的穩定性，雖然轉速不是一成不變的，但是在誤差允許的范圍內進行波動。如果出現故障，柴油機就會進入不平穩的運轉狀態，從而其轉軸的轉速會出現范圍較大的波動，所以我們可以根據柴油機的這一特點，然后使用瞬時轉速波動診斷法，去診斷柴油機的故障源。然而這種方法還存在一定的不足：第一，影響柴油機曲軸轉速的原因有很多，雖然瞬時轉速波動診斷法可以判定柴油機出現故障，但是無法精確找到故障出現的位置；第二，由于是對柴油機的瞬時轉速進行分析，因此要求診斷設備能夠快速抓取柴油機的瞬時轉速，這就對設備提出了很高的要求，設備的價格比較昂貴，增加了柴油機故障診斷的成本。

1.3 鐵譜和光譜技術的柴油機故障診斷法

柴油機在工作的過程中，很多部件會直接接觸從而產生摩擦，為了更好地保護柴油機的部件，延長其使用壽命，一般會在柴油機的部分部件中加入潤滑劑，因此我們可以根據潤滑劑中鐵的含量來進行分析和判斷。這就是鐵譜和光譜柴油機故障診斷法的原理，然而鐵譜和光譜分析法各有優勢：鐵譜能夠根據潤滑劑中顆粒的大小、數量和相關成分進行快速的分析，但是對于一些有色金屬等則缺少一定的靈敏度；然而，光譜可以對潤滑劑的成分進行一定的分析，但是這些成分來源于柴油機的哪個部分，其存在狀態是什么則無法像鐵譜分析那樣直觀。所以，在實際的應用中，一般是將鐵譜和光譜的分析法結合在一起，從而能夠更加快速地判斷故障的原因。

1.4 基于神經網絡的故障診斷法

神經網絡是模擬人類大腦分析問題，從而對柴油機進行診斷的方式，其主要的應用體現在以下幾個方面：第一，將柴油機運轉過程中正常的參數傳入到神經網絡中，然后利用神經網絡自學習的模式對其不斷地進行訓練，從而當輸入的參數不正確時，神經網絡能夠快速地分析故障的原因；第二，可以利用神經網絡對柴油機運轉過程中的一些特征進行提取，從而運用其學習能力和自適應能力對這些特征進行分析，判斷柴油機是否處于正常的工作狀態。

2 小結

柴油機在很多領域是機械動力的主要來源，因此柴油機的故障分析和解決技術非常重要，是柴油機正常工作的保障。本文分析了幾種較為常用的柴油機故障診斷技術及其主要的使用場景。目前，隨著科學技術的不斷發展，針對柴油機故障的診斷技術也在不斷創新和出現，相信柴油機故障診斷技術會更加成熟，從而能夠更好地確保柴油機的正常工作。

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